湖南常德市汉寿县第一中学2025-2026学年高三上学期2月期末物理试题

湖南省常德市汉寿县第一中学2025—2026学年 高三上学期期末考试物理试卷 一、单选题 1．“玉兔号”月球车上有一种小型核能电池，以提供月球车长时间处于黑夜工作时需要的电能，核能电池中核反应方程为，下列说法正确的是（　　） A．X是中子 B．X的电离能力比α粒子强 C．该核反应为重核的裂变反应 D．的比结合能比的比结合能大 2．如图所示，小郭同学将电容式位移传感器的两极板接入到电路中进行实验探究。电容式位移传感器中的电介质板与被测物体固连在一起，可以左右移动。电介质板插入极板间的深度记为x，电压表和电流表均为理想电表，电源电动势、内阻均恒定，R为定值电阻。下列说法正确的是（　　） A．电压表读数不为零，说明x在增大 B．若x保持不变，则电压表示数一定为零 C．在x增大的过程中，电容器两极板带电量减小 D．在x增大的过程中，a点电势始终高于b点 3．如图所示，两端开口的足够长玻璃管竖直插在水银槽中，管中有一段水银柱将一部分气体封闭，封闭气体看成理想气体，初始时系统静止。保持玻璃管不动，现从上管口缓慢向管中倒入水银，使水银柱长度增加，在倒入水银的过程中气体温度不变，下列说法正确的是（　　） A．管中气体分子数密度不变 B．管中气体内能增大 C．稳定后，水银槽中的水银在管内、外液面高度差增加量小于l D．管中气体放出热量 4．如图甲所示，质量分布均匀的球壳，对其内部任意一点的万有引力为零。将地球视为质量分布均匀的球体，从地表往地心挖一条很窄的矿井，从井口静止释放一物块。忽略一切摩擦和地球的自转，从地表到地心，物块的速度-时间图像，加速度-时间图像大致正确的是（　　） A． B． C． D． 5．如图甲为一长方形场地ABCD，一个发球机固定在角D处，可以将小球沿平行于地面的各个方向发出，发球点距D点高为。图乙为对应的俯视图，其中场地长，宽。小球发出后落在阴影区域（包含虚线及边界）内为有效发球。虚线为AB、CD中点的连线，则发球机有效发球时发出小球的速率范围为（忽略一切阻力，重力加速度）（    ） A． B． C． D． 6．如图所示，两根足够长、且电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上、匀强磁场的方向垂直于两根导轨所在的水平面竖直向下、两根金属杆甲和乙跨放在导轨上、且都始终与导轨垂直。两根金属杆的电阻之和为某一恒定值。现在在金属杆甲的中点加一个与金属杆甲垂直、且水平向右的恒定拉力，使金属杆甲由静止开始沿导轨向右运动则关于金属杆乙的速度v随时间t变化的大致图像，下列正确的是（　　）   A． B． C． D． 二、多选题 7．图甲为北方传统房屋的屋顶样式，可将其简化为如图乙所示的模型。下雨时雨滴沿室顶的斜面下滑，雨滴的下滑过程视为质点做无初速度无摩擦的直线运动。若屋顶的底边水平且长度L不变。屋顶的倾角为。则越大（　　） A．雨滴下滑的加速度越大 B．雨滴对屋顶的压力越大 C．雨滴从屋顶下滑至屋檐的速度越大 D．雨滴从屋顶下滑至屋檐的时间越短 8．如图甲，湖泊水面上有一列浮球，用来警示过往船只注意安全。图乙为简化俯视图，所有浮球等间距排成一条直线，水面上的O点垂直于水面xOy持续沿z轴振动，形成了沿水面传播波长的水波。当所有浮球全部振动后开始计时，以竖直向上为z轴正方向，其中浮球A、B的振动图像如图丙所示，已知，，。则（    ） A．时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动 B．时，6号浮球位于平衡位置上方且沿z轴负向运动 C．时，1号浮球与2号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 D．时，5号浮球与6号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 9．如图所示区域内存在匀强磁场，磁场的边界由x轴和xm(0≤x≤2m)曲线围成，现把一边长为2m的正方形单匝线框以水平速度v=10m/s水平匀速地穿过该磁场区，磁场区的磁感应强度为0.4T，线框电阻R=0.5Ω，不计一切摩擦阻力，则（　　） A．水平拉力F的最大值为12.8N B．拉力F的最大功率为12.8W C．拉力F要做25.6J的功才能让线框通过此磁场区 D．拉力F要做12.8J的功才能让线框通过此磁场区 10．如图所示，质量为m、电荷量为＋q的带电小球（可视为点电荷）通过一长度为l的绝缘轻绳悬挂于水平天花板上的O点，初始时静止于B点。某瞬间在天花板下方加上范围足够大且方向水平向右的匀强电场，小球将由静止开始运动，运动过程中轻绳始终绷紧，小球运动到最高点A时轻绳与竖直方向的夹角为。重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）    A．小球运动到A点时所受合力为0 B．小球受到的电场力大小 C．小球在运动过程中到达A点时的重力势能最大 D．小球从B点运动到A点速度先增大后减小 三、实验题 11．如图甲所示，某同学用气垫导轨研究水平面上的碰撞，已知滑块P和其上遮光条的总质量为m1，滑块Q和其上遮光条的总质量为m2，两遮光条的宽度相同。现启动电源，将气垫导轨调至水平，然后将带有遮光条的滑块P、Q放置在气垫导轨上，滑块P位于光电门1的左侧，滑块Q位于光电门1和光电门2之间。 （1）气垫导轨调至水平的依据是，给滑块一个初速度，滑块先后通过光电门1和2，若光电门1记录的时间 （选填“大于”“等于”或“小于”）光电门2记录的时间，则表明气垫导轨调至水平了。 （2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，其示数为 mm。 （3）实验中，弹射装置每次给滑块P的初速度均相同，滑块Q初始时处于静止状态，滑块Q的左端附有橡皮泥（质量忽略不计），两滑块每次相碰后会粘在一起运动。滑块P上的遮光条通过光电门1的挡光时间为Δt1，滑块Q上的遮光条通过光电门2的挡光时间为Δt2，若m2= ，则表明滑块P、Q碰撞前后动量守恒。（用m1、Δt1、Δt2表示） （4）多次改变滑块Q和其上遮光条的总质量m2，重复（3）的实验操作，记录下滑块Q上的遮光条每次通过光电门2的挡光时间Δt2，数据如表所示。 m2/g 200.0 210.0 220.0 230.0 240.0 Δt2/（×10-3s） 9.3 9.6 9.8 10.1 10.4 （5）根据（4）记录的数据在方格纸上作出m2-Δt2图像 。 （6）根据（5）中图线可知，滑块P在碰前的动量大小为 kg·m/s。（结果保留2位有效数字） 12．某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题： (1)R0在电路中起______（填“保护”或“分流”）作用。 (2)与E、r、R、R0的关系式为______。 (3)根据记录数据作出图像，如图（b）所示。已知R0=9.0Ω，可得E= V（保留三位有效数字），r= Ω（保留两位有效数字） (4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果 （填“有”或“无”）影响。 四、解答题 13．道威棱镜是由H．W．Dove发明的一种棱镜，该棱镜是将一等腰直角棱镜截去棱角而得，如图所示，一束平行于底边CD的单色光从AD边射入棱镜，已知棱镜玻璃的折射率为，光在真空中的速度为。 （1）求该单色光到达CD面上的入射角； （2）若，光从AD边射入在CD面上经过一次反射从BC边射出，求光在棱镜内传播的时间。 14．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场I，在第二象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场II，在第三、四象限内有沿y轴正方向的匀强电场。在y轴上坐标为（0，d）（d＞0）的P点，沿x轴正方向以初速度射出一带正电的粒子，粒子质量为m、电荷量为q，粒子经磁场I偏转后从x轴正半轴上距坐标原点处进入电场，经电场偏转后进入磁场II，经磁场II偏转后从y轴上坐标为（0，6d）的Q点（图中未画出）垂直y轴再次进入磁场I，不计粒子的重力。求： (1)磁场I的磁感应强度的大小； (2)匀强电场的电场强度大小； (3)粒子从P点射出后，第n（n>1）次经过y轴的位置到O点的距离（粒子离开P点，经过y轴负半轴时n=1）。 15．如图所示，一质量为2m的小车静止在水平面上，其上表面为半径为R的四分之一圆弧轨道，轨道最右端O1处切线水平且在地面上的投影点为O，。地面上有两个标记点、，、、三点共线且、。现将一质量为的小球从圆弧轨道顶端点正上方某高度处由静止释放，一段时间后小球从点无碰撞地滑上小车并从点滑出，不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度为。 （1）求小球在小车上运动过程中，小车位移的大小； （2）若小球释放位置与点的距离为，欲使小球可以落在标记点、之间，求的取值范围。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D B A A AC AC AC CD 1．D 【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可知X为β粒子（即电子），故A错误； B．β粒子的电离能力比α粒子弱，故B错误； C．该反应为重核的β衰变，故C错误； D．核反应生成物比反应物稳定，则比稳定，所以的比结合能比的比结合能大，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．电压表读数不为零，说明x在变化，但不一定在增大，故A错误； B．若x保持不变，则电容器电容不变，电容器所带电荷量不变，电路中没有电流，则电压表示数一定为零，故B正确； CD．在x增大的过程中，根据 ， 可知电容器电容增大，电容器电荷量增大，电容器进行充电，通过R的电流方向由b指向a，则a点电势始终低于b点，故CD错误。 故选B。 3．D 【详解】A．设管中气体初始状态时压强为，末态压强为，对水银柱受力分析，由平衡条件 由于从上管口缓慢向管中倒入水银，水银质量增大，所以管中气体压强增大，根据玻意耳定律 可知管中气体体积减小，管中气体被压缩，体积减小，则管中气体分子数密度增大，故A错误； B．由于在倒入水银的过程中气体温度不变，则管中气体内能不变，故B错误； C．设大气压强为，管上部水银柱的长度为h，管内外水银面的高度差为,对封闭气体进行受力分析，其压强P由上方的大气和水银柱产生，即 同时，封闭气体的压强也平衡了下方的大气压和管内外水银面的高度差产生的压强，即 由以上两式可得，即上部水银柱的长度等于管内外水银面的高度差，故C错误； D．根据热力学第一定律 其中， 则，则故管中气体放出热量，故D正确。 故选D。 4．B 【详解】AB．设地球的密度为，当物块距地心的距离为时，受到的万有引力为 其中 解得 根据牛顿第二定律，可得加速度为 因越来越小，所以加速度越来越小；图像斜率 因物块向地心下落，速率越来越大，故图像斜率增大，故A错误，B正确； CD．速度一时间图像的斜率是加速度，由上分析可知，加速度越来越小，故CD错误。 故选B。 5．A 【详解】要使小球发出后落在阴影区域，则小球最近落点为CD的中点，根据平抛运动有 联立解得 小球最远落点为B点，根据平抛运动有 联立解得 可知发球机有效发球时发出小球的速率范围为 故选A。 6．A 【详解】甲棒相当于电源；乙棒受安培力而起动，某时刻回路中电流为 而根据牛顿第二定律有 ， 最初阶段有，故增大，电流I增大，安培力增大，故甲的加速度减小，乙的加速度增大，即甲做加速度减小的变加直，乙做加速度增大的变加直；而当时，恒定，电流I恒定，安培力恒定，两棒就能用相同的加速度做匀 直，图像如图所示 则金属杆乙的速度v随时间t变化的大致图像应选A。 故选A。 7．AC 【详解】AB．根据题意有屋顶的倾角为，底边的长度为L，设雨滴下滑时加速度为a，雨滴质量为m，对雨滴进行受力分析，雨滴只受重力mg和屋顶对雨滴的支持力N，垂直于屋顶方向 平行于屋顶方向，由牛顿第二定律有 则倾角越大，N越小，由牛顿第三定律知雨滴对屋顶的压力 即倾角越大，雨滴对屋顶压力越小，雨滴下滑的加速度 则倾角越大，雨滴下滑时的加速度越大，故B错误A正确； CD．设雨滴从O运动到M的时间为t，由几何关系可知位移为 由位移与时间公式得 则 当时，用时最短，雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的速度为 故倾角越大，雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的速度越大，故D错误C正确。 故选AC。 8．AC 【详解】A．由于，，由图可知A球的振动比B球振动落后，则 又 所以 ， 设两浮球之间的距离为，则 相邻两浮球与O点距离差小于，1号浮球比A浮球振动滞后，由于时，A浮球位于平衡位置且沿z轴正向运动，则时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动；故A正确； B．6号浮球比B浮球振动滞后，由于时，B浮球位于波峰，时，6号浮球位于平衡位置上方且沿z轴正向运动，故B错误； C．时，A浮球位于波峰位置，2号浮球比A浮球振动超前，时，1号浮球位于平衡位置的上方且沿z轴正向运动，2号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反沿z轴负向运动，故C正确； D．时，B浮球位于平衡位置且沿z轴负向运动，5号浮球比B浮球振动超前，5号浮球位于平衡位置下方且沿z轴负向运动，6号浮球都位于平衡位置的上方且沿z轴负向运动，故D错误。 故选AC。 9．AC 【详解】线框切割磁感线产生的感应电动势 线框匀速运动，水平拉力F等于安培力 A．水平拉力F的最大值为 故A正确； B．拉力F的最大功率为 故B错误； CD．拉力让线框通过此磁场区，运动时间 线框切割磁感线产生的感应电动势的周期 也就是拉力让线框通过此磁场区，运动时间刚好是一个周期 因为线框匀速运动，拉力F才能让线框通过此磁场区要做的功产生的焦耳热 故C正确，D错误。 故选AC。 10．CD 【详解】A．小球运动到A点时速度为零，所受合力不为零，故A错误； B．根据动能定理有 小球受到的电场力 故B错误； C．小球在运动过程中，重力一直做负功，故到达A点时的重力势能最大，故C正确； D．根据等效重力可知，重力与电场力的合力先做正功，再做负功，故小球从B点运动到A点速度先增大后减小，故D正确。 故选CD。 11． 等于 14.8 0.54 【详解】[1]气垫导轨调至水平的一个依据是，给滑块一个初速度，滑块先后通过光电门1和2，如果光电门1和2记录的时间相等，就能证明气垫导轨已调至水平； [2]游标卡尺的主尺刻度为14mm，游标尺上的第8刻度与主尺某一刻度对齐，故游标卡尺的示数 [3]若滑块P、Q碰撞前后动量守恒，则有 整理得 [4]根据表格数据描点作图如图所示 [5]由以上分析可知，图线斜率为 故滑块P碰前的动量大小 12．(1)保护 (2) (3) 1.47 1.3 (4)有 【详解】（1）R0与电阻箱串联，可知，R0在电路中起保护作用。 （2）根据闭合电路欧姆定律 化简可得 （3）[1][2]结合上述有 结合图（b）有， 解得， （4）当电流传感器有内阻时，所测的电源内阻 导致电源内阻测量值偏大，即电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果有影响。 13．（1）；（2） 【详解】（1）光在棱镜中传播光路如图所示． 由折射定律 解得 r=30° 所以 （2）光线在棱镜内传播 在三角形MDP中，由正弦定理 解得 在三角形NCP中，由正弦定理 解得 光在棱镜内部传播的路程 由 解得 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）粒子从（0，d）沿x轴正方向射出，在第一象限的磁场I中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由分析可知圆周运动的圆心在y轴上，又粒子从x轴正半轴上距坐标原点处进入电场，由几何关系勾股定理 解得 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即 解得 （2）粒子从（，0）进入电场，由上问可知进入电场时速度与x轴夹角为，粒子在磁场II做圆周运动，由几何关系 可得 进入电场后做类斜上抛运动，则沿x轴负方向做匀速直线运动，沿y轴做类竖直上抛运动，分解速度可知x轴方向初速度为 y轴方向初速度为 由斜上抛运动，可知粒子在电场中的时间 由x轴匀速直线运动 由几何关系 由牛顿第二定律 联立得 （3）当时，即粒子第二次经过y轴时，到O点的距离 当时，粒子离开点（0，6d）后，在磁场I中做半圆运动，不再进入电场，则到O点的距离 当时，粒子离开点（0，）后，在磁场II做半圆运动，不再进入电场，则到O点的距离 当时，粒子离开点（0，）后，在磁场I做半圆运动，不再进入电场，则到O点的距离 由分析偶数次经过y轴时，相邻两次得差值 奇数次经过y轴时，相邻两次的差值 由分析可知粒子从P点射出后，第n（n>1）次经过y轴的位置到O点的距离满足 代数得 15．（1）；（2） 【详解】（1）小球在运动过程中，设小车和小球的水平速度分别为v1x、v2x，则由动量定理可知 设小球滑到小车最底端时，小车和小球的对地位移大小分别为、，则满足 由几何关系得 联立解得 （2）设小球滑到小车最底端时，车和小球的速度大小分别为、，由系统机械能守恒得 由水平方向动量守恒得 小球离开小车最右端后做平抛运动，且其落在标记点A、B之间，设水平位移为x，水平方向 竖直方向 依题意 联立解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $